血清淀粉樣蛋白A在新生兒敗血癥、壞死性小腸結腸炎早期診斷中的價值

宋思捷,鐘曉云

(1.重慶醫科大學附屬婦女兒童醫院兒科,重慶 401147; 2.重慶市婦幼保健院新生兒科,重慶 401147; 3.重慶市婦幼保健院圍產醫學中心,重慶 401147)

由于抗菌藥物圍產期預防性使用,新生兒敗血癥較過去減少[1],但仍是新生兒主要死因之一,發病率為0.5‰～9.7‰,病死率為9%～24.4%[1-4]。新生兒壞死性小腸結腸炎(necrotizing enterocolitis,NEC)是一種機制尚未闡明的腸道疾病,常伴細菌感染,其所致腸穿孔、腹膜炎等是新生兒不良預后主要原因,因此早期診治非常重要。新生兒敗血癥和NEC的早期臨床表現無特異性,診斷困難。血培養是診斷敗血癥的金標準,但一般需2 d才可獲取結果,且陽性率較低[5]。一些非特異性實驗室檢查,如急性期反應物[acute phase reactant,APR,如C反應蛋白(C-reactive protein,CRP)]、白細胞介素(interlukin,IL)-6、IL-8和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF-a)等,常用于此兩種疾病的臨床診斷。但CRP在感染早期有明顯滯后性[5-6],細胞因子半衰期均較短,在感染12～24 h后即明顯降低,增加假陰性率,導致漏診和誤診[6-7]。降鈣素原(procalcitonin,PCT)是細菌感染早期標志物,亦被作為常用指標之一,但其在新生兒早發型敗血癥(early-onset sepsis,EOS)中的診斷價值低于CRP,且因其在新生兒生后幾天內有生理性升高,影響其對EOS的診斷[6]。中性粒細胞表面CD64分子診斷感染性疾病敏感性較高[8],但因檢驗方法特殊尚未普及。以上標記物篩查組合對于敗血癥、NEC有一定診斷價值,但陽性預測值仍然不高[5]。因此,目前懷疑敗血癥和(或)NEC的新生兒是否開始抗菌藥物治療及何時停止,對于臨床醫生仍是難題。

血清淀粉樣蛋白A(serum amyloid A,SAA)亦是一種APR,在感染、外傷、缺血性損傷等疾病中有相關研究[9-11],SAA在新生兒敗血癥、NEC中早期即明顯升高,且能反映疾病嚴重程度和治療效果,可作為新生兒敗血癥、NEC等細菌性感染早期診斷非特異性指標之一。本文就SAA及其在新生兒敗血癥和NEC早期診斷中的價值進行綜述。

1 SAA概述

1.1 SAA基因及轉錄 編碼人SAA基因位于11號染色體短臂(11p15.1),其基因家族包含SAA1、SAA2、SAA3和SAA4四種基因[11]。SAA1和SAA2基因被稱為“急性期SAA”基因,其啟動子區域含有核因子-κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)和IL-6轉錄因子識別序列,能夠被IL-1β、IL-6和TNF誘導激活,編碼機體急性期反應時分泌的SAA,即急性期反應物SAA(acute phase reactant serum amyloid A,A-SAA)。SAA 3基因編碼的第43個密碼子為翻譯終止信號,故不能編碼蛋白。SAA4基因屬于結構基因,編碼蛋白為結構性SAA(constitutive SAA,C-SAA),是高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)成分之一。C-SAA蛋白在機體急性期反應時保持穩定水平。

A-SAA基因轉錄主要由細菌脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)和細胞因子(IL-6、IL-1、TNF-α等)誘導[11],這些配體結合膜受體后激活轉錄因子NF-IL6,誘導A-SAA基因轉錄。此外,A-SAA基因轉錄可以通過自身產物A-SAA激活TLR2/4信號通路,正反饋促進A-SAA蛋白合成。

1.2 SAA生物學功能 SAA是一種急性期反應淀粉樣變前體蛋白,含有104個氨基酸,分子量為11.5 kDa,受到刺激后在肝臟和腎臟迅速合成,血液中水平可增加100～1 000倍[11]。SAA生物學功能主要為:(1)參與炎癥反應。在炎癥反應中能募集免疫細胞如單核細胞、中性粒細胞等到靶組織,抵抗病原體入侵或應激[10,12]。諸多促/抗炎癥因子亦與SAA合成有關,因此SAA在調節炎癥反應中起著關鍵作用[10]。(2)參與固有免疫反應。SAA可直接結合革蘭陰性細菌,在這些細菌外膜蛋白A中可找到SAA的成分[11]。SAA與細菌結合后作為調理素發揮作用,促進免疫細胞吞噬細菌,促進TNF-α、IL-10合成增加等[11]。SAA在正常濃度下可發揮上述作用,提示其可作為一種模式識別蛋白,參與機體固有免疫。(3)參與脂質代謝。SAA也是一種參與脂質代謝的載脂蛋白。在急性期反應時,SAA通過取代載脂蛋白A-1來部分重塑HDL。與SAA結合的HDL,其代謝途徑從經典HDL膽固醇代謝逆運輸轉變為膽固醇循環途徑,利于細胞修復[13]。(4)影響血管生成。當SAA濃度達到10～60 μg/mL時,其可作為血管生成蛋白發揮作用,刺激內皮細胞增殖、黏附,新血管形成[14]。

2 SAA在炎癥反應中的作用

2.1 促進炎癥因子分泌及炎癥調節作用 SAA在炎癥反應中最重要作用是誘導IL-1β的前體pro-IL-1β合成,并激活NRLP3炎癥小體[15]。NRLP3是目前研究最多的炎癥小體,是細胞內炎癥反應主要開關,其作用是將pro-IL-1β轉化為生物活性形式IL-1β[16]。SAA能促進主要促炎免疫細胞(如中性粒細胞、巨噬細胞等)分泌成熟的IL-1β;SAA同時亦誘導其他促炎細胞因子,如IL-1α、IL-6等產生[17]。SAA誘導促炎細胞因子機制主要是激活TLR2/TLR4及NRLP3信號通路[11]。通過抑制TLR2/4受體,SAA促炎癥作用被明顯抑制;而通過沉默NRLP3基因或抑制caspase-1,SAA則失去促進IL-1β分泌的作用[18]。

SAA調節炎癥作用表現為:一方面為抗炎作用,較低濃度SAA(0.1 μg/mL)可抑制中性粒細胞氧化爆發;但另一方面,高濃度(50 μg/mL)則可以刺激中性粒細胞氧化爆發[19-20]。提示在正常或病理狀態時,SAA能表現出不同功能,促進或抑制中性粒細胞炎癥反應。

2.2 趨化作用 SAA另一個重要促炎活性是其趨化作用,它能刺激免疫細胞等定向遷移[10,12]。不同細胞對SAA趨化作用的敏感性不同,單核和未成熟樹突狀細胞對SAA刺激較敏感,SAA濃度在12.5～100 ng/mL即可發揮作用;而中性粒細胞則需1 000 ng/mL的濃度[21-22]。SAA還可以自分泌方式增強單核細胞遷移,以旁分泌方式通過TLR2通路增強中性粒細胞遷移[19-20]。體內試驗亦證實給小鼠皮下注射SAA[10或50 μg/d,或3 μg/(d·只)],48、72 h后可引起中性粒細胞/單核細胞局部募集,5 d達高峰[11,23]。

3 SAA在新生兒EOS中的診斷價值

我國最新新生兒敗血癥診斷及治療專家共識將EOS定義為發病時間≤3日齡,晚發型敗血癥(late-onset sepsis,LOS)為發病時間>3日齡[5]。

SAA在全身性感染早期即可升高,敏感性高,且持續時間長,容易被監測,因此被認為是新生兒敗血癥診療中較有前景的生物標志物。Liberatori等[24]測定了8例EOS早產兒及足月兒血SAA水平,發現SAA升高幅度、峰值等均符合APR預期。Arnon等[25]共納入104例時齡<72 h足月兒,在懷疑EOS后測定SAA、CRP、I/T水平,結果顯示EOS組SAA水平在0、24、48 h均高于非EOS組,24 h為高峰;而CRP在0 h時兩組比較差異無統計學意義,在24、48 h才出現顯著差異。0 h時SAA曲線下面積(area under curve,AUC)高于CRP(0.987 VS 0.843),最佳截斷值為8 mg/L。與CRP相比,SAA升高幅度更明顯,經治療后下降亦更快。該研究提示SAA在EOS早期診斷價值較高,且可反映治療效果,可作為早期診斷EOS的指標之一;而CRP反應滯后,不利于EOS早期診斷。

一篇Meta分析[26]納入9項研究、共823例新生兒,結果顯示在敗血癥臨床癥狀出現前,0 h及8～96 h后,SAA均有較高診斷價值;總體上SAA檢驗準確性高于CRP,0 h時SAA合并靈敏度為0.84、合并特異度為0.89,與國內一項最新Meta分析[27]的研究結論相似。此外,聯合檢測SAA、PCT、CRP有較高診斷價值(靈敏度92%),值得臨床應用[28]。但三篇文獻未區分是EOS還是LOS。

國內外目前均無SAA對早產兒EOS診斷價值的報道。本課題組納入了500余例早產兒,結果顯示SAA在生后24 h內早期診斷早產兒EOS的敏感性高于CRP(未發表數據)。SAA另一大優勢是無需額外采血(可與末梢血常規一起)、減少醫源性失血,可能更適用于早產兒,特別是極/超低出生體重兒EOS診斷。

此外,Mithal等[29]發現血培養陽性EOS新生兒臍血SAA水平明顯升高,可用于感染高危因素監測。SAA不通過胎盤,因此生后增高是新生兒體內自身合成的內源性產物,而非來源于母體[25,30]。

4 SAA在新生兒LOS中的診斷價值

新生兒LOS因臨床表現不典型,易致誤/漏診、抗菌藥物使用不合理等。LOS常為醫院感染,病情較重、病死率高,在早產兒、低出生體重兒中發病率更高[5]。因此能早期甄別LOS新生兒對于臨床醫生醫療決策非常重要。

在早產兒中,Arnon等[31]發現SAA在LOS組中升高,在革蘭陰性菌LOS中升高更明顯;與CRP、WBC、I/T相比,SAA靈敏度(100%)、特異度(93%)和陽性預測值(positive predictive value,PPV,96%)均最高。然而該研究局限性在于未進行動態性評估。因此,該課題組進一步研究了SAA在LOS時的動態變化[32],發現SAA在早產兒LOS組中0、8 h即升高,而CRP在24 h才升高,IL-6僅在0 h時升高。通過治療,SAA較CRP更快恢復正常,與前述EOS研究結論一致。SAA在0、8 h時AUC最大[0.81(0.49,0.97)],高于CRP[0.62(0.39,0.89)]和IL-6[0.65(0.35,0.76)],最佳截斷值為10 mg/L。此外,SAA在早產兒暴發性LOS(發病后3 d內死亡)尚未出現臨床癥狀前升高[32-33]。我國汪盈等[34]在極低出生體重兒LOS中發現,SAA在0 h時較CD64、CRP靈敏度高,為83.8%。上述研究均顯示出SAA在早產兒LOS早期診斷中的優勢。

對于足月兒,SAA在LOS組0 h、1 d、3 d時高于對照組(均P<0.001),0 h時SAA診斷LOS的AUC值為0.929[35];當SAA切割值為11.3 mg/L時,靈敏度為78%,特異度為100%。血培養陽性LOS組SAA水平高于臨床LOS組[35],而前述早產兒LOS中未得出此結論[32]。可能與早產兒及足月兒感染時免疫應答能力不同,或是與細菌譜不同有關,亦可能是樣本量影響。

綜上所述,SAA在早產及足月兒LOS中早期診斷價值強于CRP、IL-6,可作為非特異性指標之一,早期甄別出LOS新生兒,積極治療,改善預后。但目前相關高質量臨床研究較少,不同研究結論有差異,尚需更多大樣本、高質量、多中心臨床研究來證實SAA在LOS早期診斷中的價值。

我國婦幼保健協會臨床診斷與實驗醫學分會關于SAA在兒童感染性疾病最新專家共識中指出SAA是新生兒敗血癥診斷和預后隨訪的敏感指標[36]。SAA聯合CRP對細菌感染的早期診斷效能價值優于單項指標檢測;若SAA和CRP水平均顯著升高,則提示細菌感染可能性大[36],值得用于新生兒敗血癥的臨床監測。PCT是我國新生兒敗血癥診療共識推薦指標[5],但目前國內外均無比較PCT與SAA在新生兒敗血癥早期診斷價值的研究,可考慮在未來進行相關研究。

5 SAA與NEC

5.1 血SAA在NEC中的診斷價值 NEC嚴重威脅新生兒生命,機制尚未闡明,與早產、感染、腸道缺血缺氧等有關。其所致腸穿孔、腹膜炎、短腸綜合征等是新生兒死亡、致殘的主要原因,因此早期診治非常重要。我國2021年最新NEC臨床診療指南推薦CRP、PCT、IL-6等炎癥指標用于NEC診斷和治療效果監測[37]。

Cetinkaya等[38]發現血SAA在早產兒NEC組0、24、48 h時升高,且NEC Ⅱ/Ⅲ期血SAA水平高于Ⅰ期(P=0.018)[39-40];血SAA水平與NEC影像學Bell分期、CRP/IL-6水平亦明顯相關。因此血SAA可作為NEC早期診斷標記,對NEC分度也有預測價值。2010年香港中文大學Ng等[41]通過蛋白質組學方法發現,在NEC和LOS中SAA是最有價值的生物標志物之一。目前內地尚無評價SAA在NEC中診斷價值的臨床研究,本課題組分析了近1年內NEC新生兒的臨床資料,發現SAA在NEC Ⅰ～Ⅲ期新生兒中均增高,早期敏感性高于CRP(未發表數據)。

5.2 尿SAA在NEC中的診斷價值 鑒于早產兒特別是極/超低出生體重兒血容量少,采血過多可致醫源性貧血[42],且增加痛苦感受。因此,一些學者期望通過無創的方法預測和診斷NEC。SAA分子量較小,僅11.5 kDa,可經過尿代謝,可以作為無創監測指標之一。

研究[43-44]發現尿SAA在重度NEC組(定義為需手術治療或Bell Ⅲ期)中升高,且NEC外科組高于非外科組(P=0.007),NEC Ⅲ期組高于Ⅱ期組(P=0.010)。區別外科NEC與非外科NEC組尿SAA臨界值為34.4 ng/mL(靈敏度83%、特異度83%)。雖兩項研究樣本量較小,但仍提示尿SAA可以作為判斷NEC程度的無創監測指標之一。目前國外尿SAA與NEC相關研究及樣本量均較少,而國內尚無研究,但因其無創優勢,在早產兒、特別是極/超低出生體重兒NEC診斷、預后判斷中可能有較好應用前景,可作為未來NEC研究方向之一。

6 SAA的檢測方法

現有SAA檢測方法均基于免疫學,如放射免疫分析法、放射免疫擴散法、酶聯免疫吸附法(ELISA)、免疫比濁法和免疫散射比濁法等[11]。其中后兩種檢測法為全自動方法,且不需額外采血、可與血常規一起進行,因其便利性已逐步應用于臨床檢驗科;但檢測低限為3.3～5 mg/L,敏感性稍低。前三種方法因放射性、耗時等缺點,主要用于科研實驗室;但檢測低限可達0.2 μg/L,甚至達ng水平,靈敏度高,目前市場上已有試劑盒供應。目前所有SAA檢測方法均使用多克隆抗體,故檢測的是血中總SAA水平,不能區分SAA亞型。

7 總結

據目前研究結論,SAA與其他常用標志物(CRP、PCT)比較有以下特點:(1)SAA較CRP敏感,早期即可顯著升高[25-26]。(2)尚無研究比較SAA與PCT在新生兒敗血癥早期診斷中的價值。SAA和PCT在NEC診斷中均是較敏感和可靠的指標[40],但SAA較PCT價格低廉數倍,且可與血常規一起進行檢測(末梢血),不增加額外采血量。(3)SAA升高幅度可反映疾病嚴重程度,動態監測可反映治療效果[29,38-39]。(4)SAA可經尿代謝,可以成為新生兒敗血癥、NEC無創監測指標之一[43-44]。

雖然SAA在EOS/LOS、NEC早期診斷中有一定價值,但仍有局限性:(1)因SAA在外傷、缺血性損傷、病毒感染等時亦可增高[9-11],會降低其在EOS/LOS及NEC診斷中的特異度。(2)SAA敏感性較高,若診斷臨界值設置較低,可能會帶來不必要的抗菌藥物使用增加和使用時間延長,建議與CRP或其他標志物聯用[36]。(3)鑒于EOS/LOS診斷標準在不同國家或中心有差異,故本綜述所提及不同研究中EOS/LOS診斷標準可能存在異質性,實際應用時需加以區分。

綜上所述,SAA在新生兒敗血癥、NEC中早期即明顯升高,診斷準確性優于CRP、PCT、IL-6等常用炎癥指標,可以用于早期臨床診斷、隨訪及預后評估。但目前國內外高質量臨床研究較少,上述研究納入病例數亦較少,尚需更多大樣本、高質量研究論證SAA在上述疾病中的診斷價值。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。